BÀI GIẢNG hóa đại CƯƠNG CHƯƠNG 1 cấu tạo NGUYÊN tử và hệ THỐNG TUẦN HOÀN các NGUYÊN tố hóa học

Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
Chương 1
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
1.1. Cấu tạo nguyên tử
1.1.1- Thành phần nguyên tử
Nguyên tử được cấu tạo bởi proton (p), nơtron (n) và electron (e). Proton và
nơtron tạo thành hạt nhân nguyên tử, trừ hạt nhân của hiđrô nhẹ
H
1
1
không chứa nơtron.
Các eleectron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử.
Proton mang điện tích dương, electron mang điện tích âm, nơtron trung hòa
điện. Điện tích của mỗi proton bằng điện tích của mỗi electron nhưng ngược dấu. Trong
một nguyên tử số p bằng số e, nên nguyên tử trung hòa về điện. Số thứ tự Z của nguyên
tố trong bảng hệ thống tuần hoàn đúng bằng số p của nguyên tử nguyên tố đó.
Khối lượng của p gần bằng khối lượng của n và nặng gấp khoảng 1837 lần khối
lượng của e, nên khối lượng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân (bảng 1.1).
Bảng 1.1: Một số đặc tính của proton, nơtron và eletron
Tên gọi Kí hiệu Khối lượng Điện tích
Proton p 1,6727.10
-27
kg 1,007 đ.v.c (u) +1,602.10
-19
C
Nơtron n 1,6724.10
-27
kg 1,008 đ.v.c (u) 0
Electron e 9,1094.10
-31

kg 5,48.10
-4
đ.v.c (u) -1,602.10
-19
C
1.1.2. Mẫu cấu tạo nguyên tử của Bohr.
♦ Lượng tử năng lượng: Trước đây người ta coi năng lượng có tính chất liên tục,
quá trình phát và hấp thụ năng lượng có tính liên tục.
Năm 1960, để giải thích các quy luật về hấp thụ và phát xạ của các vật đen tuyệt
đối nhà vật lý học Đức M. Planck đã phát biểu giả thuyết :
Năng lượng bức xạ do các chất phát ra hay hấp thụ là không liên tục, mà gián
đoạn, nghĩa là thành những phần riêng biệt - những lượng tử.
Năng lượng E của một lượng tử tỉ lệ với tần số bức xạ ν và tuân theo hệ thức
Planck:
V.E =

: là hằng số Planck có giá trị bằng 6,6256.10
-34
J.s.
♦ Mô hình nguyên tử Bohr: Khi áp dụng quan niệm lượng tử năng lượng để xem
xét cấu tạo quang phổ vạch của nguyên tử hiđro, nhà bác học Đan Mạch
Niels.Bohr đã đề xuất mô hình nguyên tử với nội dung chính như sau:
a) Trong nguyên tử, electron chỉ có thể chuyển động trên những quỹ đạo xác định
có bán kính xác định, khi quay trên các quỹ đạo đó năng lượng electron được
Trang 14
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
bảo toàn.
b) Mỗi quỹ đạo ứng với một mức năng lượng electron. Quỹ đạo gần nhân nhất
ứng với mức năng lượng thấp nhất. Quỹ đạo càng xa nhân ứng với mức năng
lượng càng cao.

c) Khi electron chuyển động từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác thì xảy ra sự hấp
thụ hoặc giải phóng năng lượng. Electron hấp thụ năng lượng khi chuyển từ quỹ
đạo gần nhân ra quỹ đạo xa nhân hơn và giải phóng năng lượng khi chuyển
theo chiều ngược lại.
♦ Kết quả và hạn chế:
- Kết quả:
+ Tính được bán kính quỹ đạo bền, tốc độ và năng lượng electron khi chuyển
động trên quỹ đạo đó.
+ Giải thích được bản chất vật lý của quang phổ vạch nguyên tử và tính toán
được vị trí các vạch quang phổ hiđro.
- Hạn chế:
+ Không giải thích được cấu tạo của quang phổ của các nguyên tử phức tạp.
+ Không giải thích được sự tách các vạch quang phổ dưới tác dụng của điện
trường và từ trường.
+ Về mặt tư tưởng lý thuyết các giả thuyết của Bohr có tính chất độc đoán.
1.1.3. Mẫu cấu tạo nguyên tử theo cơ học lượng tử.
Hạt nhân mang điện tích dương của nguyên tử tạo nên xung quanh mình một
trường điện từ mạnh, và ở trong đó các điện tử phân bố theo cách thức nhất định. Số
điện tử trong nguyên tử (bằng điện tích hạt nhân) cũng như sự phân bố chúng trong
không gian quyết định tính chất hoá học của nguyên tố.
Khi chuyển động trên một quỹ đạo kín, điện tử phải phát ra sóng điện từ. Nói
cách khác do thường xuyên mất đi năng lượng, nên nguyên tử không thể tồn tại lâu. Nếu
sự chuyển động của các điện tử tuân theo các định luật của cơ học cổ điển và điện từ
học, thì tốc độ của nó giảm dần và nó phải chuyển động theo đường xoắn ốc, cuối cùng
rơi vào hạt nhân.
Đầu thế kỷ XX, khi nghiên cứu sự phát ra năng lượng bởi các vật thể được đốt
nóng, năm 1900 Planck đi đến kết luận
“Năng lượng được phát ra hoặc được hấp thụ theo những lượng nhỏ riêng biệt
được gọi là lượng tử và chúng tỉ lệ với tần số giao động (ν) của bức xạ”
E =


ν

: hằng số planck (

= 6,63.10
-34
J.s)
Nguyên tử không phát ra và không hấp thụ năng lượng khi các điện tử chỉ
chuyển động trên những quỹ đạo xác định (quỹ đạo dừng). Trạng thái này của nguyên
tử được coi là trạng thái bền.
Quỹ đạo là quỹ đạo dừng, nếu điện tử ở trên nó có momen động lượng (m
e
vr)
bằng số nguyên (n) lần lượng tử năng lượng:
Trang 15
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
.nr.v.m
e
=
Khi hấp thụ năng lượng, nguyên tử chuyển từ trạng thái bình thường sang trạng
thái bị kích thích (ví dụ:
∗•
→+ HvH 
). Khi hấp thụ lượng nhỏ năng lượng, nguyên tử bị
kích thích có xu hướng giải phóng phần năng lượng dư, chuyển trở lại trạng thái bình
thường (ví dụ:
•∗
→− HvH 
). Điều gì xảy ra khi đó cho bản thân nguyên tử ?

Lượng nhỏ năng lượng do nguyên tử hấp thụ được dùng để tăng năng lượng của
điện tử. Điện tử nằm càng gần hạt nhân, nó liên kết với hạt nhân càng mạnh và có năng
lượng càng nhỏ. Vì vậy, năng lượng của điện tử ở quỹ đạo gần hạt nhân (E
1
) luôn nhỏ
hơn so với quỹ đạo xa hạt nhân (E
2
) (E
1
< E
2
), và hiệu giữa chúng hoàn toàn xác định :
∆Ε = E
2
– E
1
=

ν.
Do đó, nguyên tử có thể hấp thụ những lượng nhỏ năng lượng không phải bất kỳ
mà hoàn toàn xác định. Khi đó điện tử bị đẩy xa hạt nhân, “nhảy” đến những quỹ đạo
dừng xa hơn – nguyên tử bị kích thích.
Các mức năng lượng mà giữa chúng xảy ra sự nhảy điện tử càng khác nhau
nhiều về “độ cao”, thì tần số (ν) của lượng tử năng lượng mà nó hấp thụ hoặc phát ra
càng lớn.
Vì vậy, những bước nhảy của điện tử về mức thứ nhất có một vạch phổ ứng với
tần số cao và nằm trong vùng tử ngoại, khi điện tử nhảy từ các mức cao hơn về mức thứ
hai và mức thứ ba, thì trong phổ xuất hiện những vạch nằm trong vùng ánh sáng nhìn
thấy, và cuối cùng là những vạch nằm trong vùng hồng ngoại của phổ ứng với sự nhẩy
về mức thứ tư và những mức tiếp theo. Trong phổ học, các vạch này được kí hiệu là K,

L, M, N, O,
1.1.4. Hàm sóng và các nghiệm.
1.1.4.1. Tính chất sóng – hạt của electron
Năm 1924 de Broglie giả thiết rằng, tất cả các dạng vật chất đều có thể hiện tính
chất sóng. Đặc biệt các hạt vi mô, như e, có tính chất sóng rõ rệt khi chuyển động với
tốc độ v. Bước sóng λ liên hệ với khối lượng m và tốc độ v của hạt bằng hệ thức de
Broglie:
mv
h
=λ
Trong đó, λ : mô tả tính chất sóng.
m : mô tả tính chất hạt
Ít năm sau, bằng thí nghiệm Davisson và Germer chứng minh rằng chùm e bị
nhiễm xạ bởi tinh thể hoàn toàn giống như chùm tia Rơnghen. Bước sóng tìm thấy của e
ứng đúng với hệ thức de Broglie.
Một trong những hệ quả của lưỡng tính sóng – hạt là nguyên lý bất định được
phát biểu bởi Heisenberg:
Không thể xác định đồng thời chính xác cả vị trí và tốc độ của vi hạt.
Chẳng hạn, một hạt chuyển động theo phương x với tốc độ bất định về tọa độ là
∆x và độ bất định về tốc độ là ∆v
x
thì hệ thức bất định có dạng:
Trang 16
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
m
h
v.x
x
≥∆∆
Cũng gặp hệ thức:

m
v.x
x

=∆∆

Trong đó,

: là hằng số Planck rút gọn,
π
=
2
h

Áp dụng hệ thức bất định cho nguyên tử ta thấy electron không thể quay trên
quỹ đạo quanh hạt nhân chính xác như Bohr đã nghĩ. Điều đó có nghĩa là không thể áp
dụng cơ học cổ điển của Newton cho các vi hạt, mà phải xây dựng một môn cơ học mới,
đó là cơ học lượng tử (hay cơ học sóng)
Năm 1926 Schrodinger đã đề xuất phương trình phối hợp được tính chất hạt biểu
diễn qua khối lượng m và tính chất sóng biểu diễn qua hàm sóng ψ (pxi) của vi hạt, đặt
nền móng cho cơ học lượng tử.
1.1.4.2. Hàm sóng – phương trình Schrodinger
Theo cơ học lượng tử trạng thái của e trong nguyên tử ở điểm M và thời điểm t
được đặc trưng bằng hàm sóng ψ (x, y, z, t). Hàm ψ chứa đựng tất cả những thông tin
liên quan đến e. Xác suất có mặt e ở thời điểm t trong yếu tố thể tích dv là |ψ|
2
dv.
Xác suất tìm thấy e trong toàn bộ không gian phải bằng 1. Vì vậy ta có:
∫
=ψ 1dv

2
Điều kiện này là điều kiện chuẩn hóa của hàm sóng.
Người ta quy ước rằng xác suất có mặt electron xung quanh hạt nhân nguyên tử
khoảng 90-95% là mây e. Ví dụ, mây e của nguyên tử H là hình cầu bán kính là 0,0529
nm (hình 1.1)
Hình 1.1: Mây electron của nguyên tử H
Như vậy trong cơ học lượng tử không còn khái niệm quỹ đạo mà thay bằng
obitan. Một obitan nguyên tử là một hàm ψ của e trong nguyên tử.
Để tìm hàm ψ, Schrodinger đã đưa ra phương trình gọi là phương trình
Schrodinger ở trạng thái dừng (hàm ψ không phụ thuộc và thời gian t) đối với e khối
lượng m, chuyển động trong trường thế năng V như sau:
ψ=ψ








+∆
π
− EV
2
2

Ở đây:

- hằng số Planck rút gọn
Trang 17

Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
∆ - toán tử Laplace,
2
2
2
2
2
2
zyx ∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
=∆
E - năng lượng toàn phần của e.
Phương trình Schrodinger có thể viết gọn lại như sau:
ψ=ψ EH
Trong đó,
V
m2
H
2
+∆−=

H – toán tử Hamilton.
Giải phương trình này sẽ tìm được hàm ψ của e và năng lượng E tương ứng của
nó. Rất tiếc là do phức tạp về mặt tóan học, việc giải chính xác phương trình

Schrodinger chỉ được thực hiện với nguyên tử và ion có 1 e. Với nguyên tử nhiều e
phải dùng phương pháp gần đúng. Kết quả của phương pháp này giải thích thỏa mãn các
số liệu thực nghiệm.
1.1.5- Bốn số lượng tử đặc trưng cho trạng thái của electron trong nguyên tử
Kết quả giải phương trình Schrodinger cho biết rằng, hàm sóng ψ của e phụ
thuộc vào 3 số lượng tử, đó là số lượng tử chính n, số lượng tử phụ l và số lượng tử từ m
(cũng có thể kí hiệu m
l
). Hàm sóng ψ
nlm
ứng với ba giá trị của n, l và m được gọi là một
obitan nguyên tử (xem mục 1.1.6).
Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy việc mô tả một e
trong nguyên tử là không đầy đủ khi chỉ sử dụng 3 số lượng tử trên, mà cần phải đưa
vào một số lượng tử nữa là số lượng tử từ spin m
s
.
Sau đây chúng ta xét giá trị và ý nghĩa của 4 số lượng tử đặc trưng cho trạng thái
của e trong nguyên tử.
1.1.5.1- Số lượng tử chính
Vỏ nguyên tử được chia thành các lớp e, mỗi lớp e được đặc trưng bằng một giá
trị của số lượng tử chính. Số lượng tử chính n nhận các giá trị nguyên dương từ 1 trở
lên:
n : 1 2 3 4 …
Ký hiệu lớp e : K L M N …
Giá trị của n càng lớn, lớp e càng xa hạt nhân.
Đối với nguyên tử H hay ion một e, n đặc trưng cho mức năng lượng E của e
trong nguyên tử hay ion và được tính bằng công thức:
eV
n

Z
6,13E
2
2
n
−=
giống như công
thức của Bohr.
Đối với nguyên tử nhiều e, ngoài sự tương tác của e với hạt nhân, còn sự tương
tác giữa các e với nhau, nên năng lượng của e phụ thuộc vào hai số lượng tử, đó là số
lượng tử chính n và số lượng tử phụ l. Vì vậy, trong trường hợp này giá trị của n chỉ đặc
trưng cho mức năng lượng trung bình của các e một lớp.
1.1.5.2- Số lượng tử phụ l
Mỗi lớp e từ n = 2 trở lên lại gồm nhiều phân lớp. Mỗi phân lớp e đặc trưng
Trang 18
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
bằng một giá trị của số lượng tử phụ l. Số phân lớp của mỗi lớp bằng đúng giá trị n chỉ
lớp đó.
Số lượng tử phụ l nhận các giá trị nguyên dương từ 0 đến (n-1):
l : 0 1 2 3 … (n-1)
Kí hiệu các phân lớp : s p d f …
Để chỉ phân lớp thuộc lớp nào, người ta ghi giá trị của n chỉ lớp đó trước kí hiệu
phân lớp.
Ví dụ, lớp K (n=1) có một phân lớp 1s (số 1 chỉ lớp n=1, chữ s chỉ phân lớp l = 0).
Lớp L (n=2) có hai phân lớp: 2s (n=2, l=0) và 2p (n=2, l=1).
Lớp M (n=3) có 3 phân lớp: 3s (n=3, l=0), 3p (n=3, l= 1) và 3d (n=3, l=2).
Lớp N (n=4) có 4 phân lớp: 4s (n=4, l=0), 4p (n=4, l=1), 4d (n=4, l=2) và 4f
(n=4, l=3).
Ngoài ý nghĩa đặc trưng cho phân lớp e, số lượng tử phụ l còn có ý nghĩa như
sau:

- l đặc trưng cho mức năng lượng của các e trong lớp e khảo sát. Trong một
lớp e năng lượng của các e tăng theo thứ tự ns – np – nd – nf.
- l xác định giá trị momen động lượng obitan của e. Chính hình dạng của các
obitan trong nguyên tử được rút ra từ ý nghĩa vật lý này của số lượng tử phụ
l.
1.1.5.3- Số lượng tử từ m
Momen động lượng obitan của e là vectơ M, giá trị của nó được xác định bằng
giá trị của số lượng tử phụ l, còn chiều dài vectơ M được xác định bằng các giá trị của
số lượng từ từ m. Chính từ ý nghĩa này của số lượng tử từ m mà sự định hướng của các
obitan nguyên tử không thể tùy ý, nghĩa là phải tuân theo hướng xác định (hình 1.1).
Ứng với một giá trị của l có (2l+1) giá trị của m bắt đầu từ -1 đến +1. Đó là các
giá trị nguyên kể cả số 0. Ví dụ:
Khi l = 0 chỉ có một giá trị của m = 0.
Khi l = 1 có 3 giá trị của m là -1, 0 và +1.
Khi l = 2 có 5 giá trị của m là -2, -1, 0, +1 và +2.
Khi l = 3 có 7 giá trị của m là -3, -2, -1, 0, +1, +2 và +3.
1.1.5.4- Số lượng tử từ spin m
s
Các dữ kiện thực nghiệm và sự nghiên cứu lý thuyết cho thấy rằng e còn có
momen động lượng nội tại (momen spin). Uhlebeck và Goudsmit giải thích sự tồn tại
của momen spin bằng sự chuyển động tự quay của e xung quanh trục riêng của nó,
tương tự như quả đất tự quay xung quanh trục của mình. Mặc dù sự giải thích này
không được khoa học chấp nhận, nhưng sự tồn tại của momen spin là một thực tế khách
quan.
Hình chiếu của momen spin lên hướng đã chon (ví dụ, lên trục z) được đặc trưng
Trang 19
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
bằng số lượng tử thứ tư m
s
. Số lượng tư từ spin m

s
chỉ có hai giá trị là:
2
1
+
và
2
1
−
.
Bốn số lượng tử n, l, m và m
s
hoàn toàn xác định trạng thái của e trong nguyên
tử.
1.1.6- Obitan nguyên tử
Mỗi hàm sóng ψ
nlm
của e trong nguyên tử là kết quả của lời giải phương trình
Schrodinger được gọi là một obitan nguyên tử (AO – Atomic orbital). Mỗi obitan
nguyên tử thường được biểu diễn bằng một ô vuông  và được gọi là ô lượng tử.
Ví dụ, n =1 → l = 0 → m = 0: ba giá trị này ứng với obitan 1s và được biểu diễn
bằng một ô lượng tử .
n = 2













→+=
→=
→−=
⇒=
→=⇒=
⇒
x
z
y
p2tanobi1m
p2tanobi0m
p2tanobi1m
1l
:s2tanobi0m0l
Ba obitan 2p cùng năng lượng nên được viết dưới dạng ba ô lượng tử liền nhau.









⇒=






→+=
→=
→−=
⇒=
→=⇒=
⇒=
2l
p3tanobi1m
p3tanobi0m
p3tanobi1m
1l
:s3tanobi0m0l
3n
x
z
y
Năm obitan 3d cùng năng lượng nên được viết 5 ô lượng tử liền nhau.
Theo quan điểm của nhà hóa học, hình dạng của các obitan nguyên tử rất quan
trọng. Như ta nói ở trên số lượng tử phụ xác định hình dạng các obitan, còn số lượng tử
từ m xác định hướng của các obitan xung quanh hạt nhân nguyên tử.
Các obitan s ứng với l = 0 và m = 0 có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử.
Các obitan p ứng với l = 1 gồm hai hình cầu tiếp xúc với nhau ở hạt nhân
nguyên tử. Ba giá trị m = -1, 0 và +1 ứng với 3 sự định hướng khác nhau của 3 obitan p
xung quanh hạt nhân.
Các obitan d (l = 2) là hình khối bốn cánh tiếp xúc nhau ở hạt nhân. Có 5 obitan

d ứng với 5 giá trị của m là -2, -1, 0, +1, và +2.
Trên các mặt giới hạn biểu diễn hình dạng các obitan nguyên tử người ta ghi các
dấu + và – của hàm sóng (hình 1.2).
Trang 20










→+=
→+=
→=
→−=
→−=
−
22
2
yx
zx
z
yz
xy
d3tanobi2m
d3tanobi1m
d3tanobi0m

d3tanobi1m
d3tanobi2m
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
+
+
s
x
y
z
-
+
z
y
x
p
x
-
+
z
y
x
p
y
-
+
z
y
x
p
z

z
y
x
+
-
-
-
d
z
2
-
-
+
+
x
2
- y
2
d
+
+
-
-
d
xy
+
+
-
-
z

y
x
z
y
x
z
y
x
d
yz
-
-
+
+
z
y
x
d
zx
Hình 1.2: Hình dạng và định hướng các AO s, p và d
1.1.7- Sự phân bố các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản
Sự phân bố các e trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản tuân theo nguyên lý loại
trừ Pauli, quy tắc Kleckopxki và quy tắc Hund.
1.1.7.1- Nguyên lý loại trừ Pauli
Trong một nguyên tử không thể tồn tại hai e có cùng giá trị của bốn số lượng tử
n, l, m và m
s
.
Ví dụ: ở lớp K: n = 1 → l = 0 → m = 0
2

1
m
s
+=⇒
và
2
1
m
s
−=
. Vậy lớp K có
nhiều nhất 2 electron: e thứ nhất ứng với các giá trị n = 1, l = 0, m = 0 và
2
1
m
s
+=
; e
thứ hai ứng với các giá trị n = 1, l = 0, m = 0 và
2
1
m
s
−=
. Hai e này phải khác nhau ở
giá trị ms. Nếu giả thiết ở lớp K có thêm 1 e thứ ba thì nó sẽ có các giá trị 4 số lượng tử
trùng với một trong hai e trên, như vậy trái với nguyên lý Pauli.
Dựa vào nguyên lý Pauli có thể tính được số e tối đa trên 1 AO, trong một phân
lớp và một lớp e.
Ví dụ, lớp K đã xét ở trên ứng với n = 1, l = 0, m = 0 là hai obitan 1s có tối đa

hai e với các giá trị ms khác dấu nhau. Hai e trên một obitan thường được biểu diễn
bằng hai mũi tên trái chiều nhau trong một ô lượng tử: ↑↓ . Hai e như thế gọi là hai e đã
ghép đôi (ghép cặp).
Ví dụ khác, xét lớp L (n = 2):





⇒=
−=+=⇒=⇒=
⇒=
1
2
1
2
1
200
2
l
m;m)sAO(ml
n
ss

Trang 21










−=+=⇒+=
−=+=⇒=
−=+=⇒−=
2
1
2
1
21
2
1
2
1
20
2
1
2
1
21
ssx
ssz
ssy
m&m)pAO(m
m&m)pAO(m
m&m)pAO(m
↑↓
↑↓↑↓ ↑↓

Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
Vậy, ở lớp L có tối đa bốn obitan (một AO 2s và 3 AO 2p), mỗi obitan có nhiều
nhất hai e ghép đôi. Về phương diện phân lớp, lớp L có hai phân lớp: phân lóp 2s có tối
đa hai e và phân lớp 2p có tối đa 6e. Số e tối đa ở lớp L là 8e.
Bằng cách tính như trên ta thu được số e tối đa ở mỗi AO là 2, ở phân lớp s là 2,
phân lớp p là 6, phân lớp d là 10, phân lớp f là 14 và ở mỗi lớp là 2n
2
.
1.1.7.2- Quy tắc Kleckopxki
Trong một nguyên tử nhiều e, thứ tự điền các e vào các phân lớp sao cho tổng
số (n + l) tăng dần. Khi hai phân lớp có cùng giá trị (n + l) thì e điền trước tiên vào
phân lớp có giá trị n nhỏ nhất.
Líp n
K
L
M
N
O
P
Q
1
2
3
4
5
6
7
1s
2s
2p

3s
3p
3d
4s
4p
4d
5s
5p
5d
6s 6p
7s
Hình 1.3: Quy tắc Klechkowski
1s
2s
2p
3p
4s
3d
4p
3s
Hình 1.4: Giản đồ năng lượng
Thứ tự điền các e vào các phân lớp như sau:
Trang 22
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d …
Ví dụ, nguyên tử titan có 22 e, vì nguyên tố Ti ở ô thứ 22 trong bảng HTTH
(Z=22). Sự điền các e vào nguyên tử Ti như sau:
1s
2
2s

2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
2
Từ cấu hình e này ta có thể tính được số e ở mỗi lớp: lớp K (2e); lớp L (8e); lớp
M (18e); lớp N (32e)
Ti (Z=22): 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
2
4s
2
Đó là cấu hình e của nguyên tử Ti dưới dạng chữ.
Thay cho quy tắc Kleckopxki trong một số tài liệu người ta trình bày nguyên lý
vững bền như sau: Trong một nguyên tử các e chiếm các phân lớp có năng lượng từ

thấp đến cao.
1.1.7.3- Quy tắc Hund
Trong một phân lớp chưa đủ số e tối đa, các e có xu hướng phân bố đều vào các
obitan (các ô lượng tử) sao cho có số e độc thân với các giá trị số lượng tử từ spin ms
cùng dấu là lớn nhất.
Ví dụ, nguyên tử C (Z=6) ; N (Z=7) và O (Z=8) ở trạng thái cơ bản có cấu hình e
theo quy tắc Hund như sau:
hoaëc
1s 2s 2p
2
2
2
1s 2s 2p
2
2
2
C:
hoaëc
1s 2s 2p
2
2
3
1s 2s 2p
2
2
N:
3
hoaëc
1s 2s 2p
2

2
4
1s 2s 2p
2
2
O:
4
Những cách viết khác với trên đều trái với quy tắc Hund về cấu hình e của
nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Chẳng han, hai cách viết cấu hình e của nguyên tử nitơ ở
trạng thái cơ bản như sau là trái với quy tắc Hund:
hoaëcN:
Một e chiếm một AO (ô lượng tử) được gọi là e độc thân.
Cấu hình e nguyên tử được viết dưới dạng ô lượng tử như trên gọi là cấu hình e
nguyên tử dưới dạng ô lượng tử, để phân biệt với cấu hình e dưới dạng chữ đã đề cập ở
trên.
1.1.7.4. Cách viết cấu hình electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
♦ Cấu hình electron nguyên tử dưới dạng chữ: Để viết cấu hình electron
nguyên tử dưới dạng chữ cần biết:
Trang 23
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
- Số electron nguyên tử (bằng số thứ tự Z của của nguyên tố trong bảng tuần
hoàn)
- Thứ tự điền electron vào obitan (nguyên lý vững bền)
- Số electron tối đa ở mỗi phân lớp : s = 2, p = 6, d = 10, f = 14. (nguyên lý loại
trừ Pauli)
Ta cũng có thể viết cấu hình electron nguyên tử khi không biết số thứ tự Z
nhưng biết cấu hình electron nguyên tử ở một hoặc vài phân lớp ngoài cùng của nguyên
tử đó. Chẳng hạn, viết cấu hình electron của của nguyên tử có cấu hình electron chót
4p
4

.
♦ Cấu hình electron nguyên tử dưới dạng ô lượng tử.
- Viết cấu hình electron nguyên tử dưới dạng chữ.
- Sau đó dựa vào cấu hình dạng chữ để viết dưới dạng ô lượng tử và cần nhớ là
phải tuân theo quy tắc Hund.
1.2- Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
1.2.1. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
♦ Định luật tuần hoàn: “Tính chất của các nguyên tố cũng như thành phần và
tính chất của các đơn chất và hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến thiên một
cách tuần hoàn theo chiều tăng của số điện tích hạt nhân nguyên tử ”
♦ Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng HTTH:
- Các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần của số điện tích hạt nhân
Z. Số thứ tự của các nguyên tố cho biết trực tiếp số điện tử trong nguyên tử.
- Các nguyên tố có tính chất giống nhau được xếp trong cùng một cột.
- Mỗi hàng (bảng dài) được gọi là một chu kỳ. Mỗi chu kỳ được bắt đầu
bằng một kim loại kiềm (trừ chu kỳ 1) và được kết thúc bằng một khí trơ.
1.2.2. Cấu trúc của HTTH.
Hiện nay người ta người ta đã biết trên 100 nguyên tố hóa học được xếp thành 7
chu kỳ và tám nhóm A, tám nhóm B (bảng 1.2)
Những nguyên tố trong cùng một chu kỳ và trong cùng một nhóm có những đặc
điểm chung được trình bày dưới đây.
1.2.2.1- Chu kỳ
Các nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một chu kỳ đều có số lớp e bằng
nhau và bằng số thứ tự chu kỳ chứa chúng.
Ví dụ: Các nguyên tử của các nguyên tố chu kỳ 2 đều có 2 lớp e là lớp K và lớp
L.
Các nguyên tử của các nguyên tố chu kỳ 3 đều có 3 lớp e là lớp K, lớp L
và lớp M.
Trang 24
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học

Bảng 1.2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học
Nhóm IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
Chu
kỳ
1
1
H
2
He
2
3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3
11
Na
12

Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4
19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe

27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5
37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41

Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6
55
Cs

56
Ba
*
71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84

Po
85
At
86
Rn
7
87
Fr
88
Ra
**
103
Lr
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112

Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

*Lanthanoids *
57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64

Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
**Actinoids **
89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm

97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
1.2.2.2- Nhóm
Các nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một nhóm đều có cấu hình e hóa trị
tương tự nhau. Đây là yếu tố cơ bản nhất quyết định tính chất tương tự nhau của các
nguyên tử, các đơn chất và hợp chất trong cùng một nhóm.
Nhóm A: nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có những đặc điểm cấu hình e
như sau:
♦ Sự điền e cuối cùng vào nguyên tử theo quy tắc Kleckopxki đều xảy ra ở
ns hoặc np (n lớp e ngoài cùng).
Ví dụ, nguyên tử của nguyên tố Z = 3: 1s
2
2s
1
, e cuối cùng được điền vào 2s, nên
nguyên tố này thuộc nhóm A.
Nguyên tử của các nguyên tố Z = 9: 1s
2
2s
2

2p
5
và nguyên tố Z = 31: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
1
, đều thuộc nhóm A vì sự điền e cuối cùng đều xảy ra ở np.
♦ Số e ở lớp ngoài cùng của nguyên tử đúng bằng số thứ tự nhóm chứa
nó. Điều này được khẳng định hoàn toàn khi số e ở lớp ngoài cùng lớn
hơn hai.
Ví dụ, hai nguyên tố xét ở trên thì nguyên tố Z = 9 thuộc nhóm VIIA, vì nguyên
tử có 7e ở lớp ngoài cùng (2s
2
2p
5
), nguyên tố Z = 31 thuộc nhóm IIIA vì nguyên tử của
nó có 3e ở lớp ngoài cùng (4s
2

4p
1
).
Trang 25
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
Khi nguyên tử của nguyên tố có số e ở lớp ngoài cùng ít hơn 3 thì nguyên tố đó
thì nguyên tố đó có thể nhóm A hoặc B. Nguyên tố loại này chỉ được khẳng định ở
nhóm A khi sự điền e cuối cùng xảy ra ở ns. Khi đó số e ở lớp ngoài cùng của nguyên
tử cũng bằng số thứ tự nhóm của nó.
Ví dụ nguyên tử của nguyên tố có Z = 3 đã xét ở trên tuộc nhóm IA, nguyên tử
của nguyên tố Z = 12 thuộc nhóm IIA.
Để nhận biết một nguyên tố thuộc nhóm A nào ta dựa vào cấu hình e nguyên tử
như sau:
IA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở ns
1
, trừ H có cấu hình 1s
1
thường được coi là nguyên tố đặc biệt không thuộc nhóm nào vì tính chất của nó khác
nhiều so với các nguyên tố còn lại trong bảng HTTH. Đôi khi ta thấy H được xếp vào
nhóm IA vì H có khả năng tạo thành H
+
giống nguyên tố nhóm IA hoặc được xếp vào
nhóm VIIA vì H có khả năng tạo ion H
-
giống nguyên tố nhóm VIIA. Các nguyên tố
nhóm IA còn có tên gọi là kim loại kiềm.
IIA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở ns
2
, trừ He (1s
2

). Hai e ở
nguyên tử He đã bão hòa lớp K rất bền, nên rất trơ về phương diện hóa học và được xếp
vào nhóm các khí hiếm (VIIIA). Các nguyên tố Ca, Sr, Ba của nhóm này được gọi là
kim loại kiềm thổ.
IIIA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở np
1
.
IVA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở np
2
.
VA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở np
3
.
VIA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở np
4
.
VIIA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở np
5
, được gọi là hal.
VIIIA: Sự điền e cuối cùng của nguyên tử kết thúc ở np
6
. Nhóm này thêm He
(Z=2) như đã nói ở trên và được gọi là khí hiếm.
Nhóm B: Các nguyên tố nhóm B có những đặc điểm cấu hình e nguyên tử như
sau:
♦ Sự điền e cuối cùng vào nguyên tử của các nguyên tố nhóm B xảy ra ở
(n-1)d hoặc (n-2)f* (có trường hợp người ta không thể xếp các nguyên
tố này vào nhóm nào cả).
Ví dụ, các nguyên tố có Z = 21, 30 và 59 đều thuộc nhóm B vì cấu hình e ở lớp
ngoài cùng là: Z = 21: 4s

2
3d
1
Z = 30: 4s
2
3d
10
Sự điền e cuối cùng vào hai nguyên tử xảy ra ở (n – 1)d.
Z = 59: 6s
2
4f
3
Sự điền e cuối cùng vào nguyên tử này xảy ra ở (n – 2)f.
♦ Số e ở lớp ngoài cùng của hầu hết các nguyên tử là 2 (ns
2
). Một số ít các
nguên tử có số e ở lớp ngoài cùng là 1 (ns
1
).
Duy nhất có một trường hợp của Paladi (Pd, Z = 46) có cấu hình e khá đặc biệt.
Pd ở chu kỳ 5, đáng lẽ nguyên tử của nó phải có 5 lớp e : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6

3d
10
4s
2
4p
6
Trang 26
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
4d
8
5s
2
, nhưng thực tế chỉ có 4 lớp e: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
10

. So sánh hai cấu
hình e ta thấy có 2e ở 5s chuyển vào 4d.
Vậy số e ở lớp ngoài cùng của các nguyên tử nhóm B đều có ít hơn 3.
Nếu viết cấu hình e nguyên tử theo quy tắc Kleckopxki thì tất cả nguyên tử của
các nguyên tố nhóm B đều có 2 e ở lớp ngoài cùng (ns
2
). Tuy nhiên thực nghiệm xác
nhận rằng ở một số nguyên tử của nguyên tố nhóm B, một e ở ns
2
chuyển vào (n – 1)d,
trừ một trường hợp Pd đã xét ở trên thì 2e 5s
2
chuyển vào 4d. Sự chuyển e như thế này
thường xảy ra khi phân lớp (n – 1)d gần bão hòa số e (d
10
) hoặc gần nửa bão hòa (d
5
), vì
các phân lớp bão hòa hay nửa bão hòa là các phân lớp bền và năng lượng các phân lớp
ns và (n – 1)d xấp xỉ nhau.
Ví dụ, nguyên tử Cr (Z = 24) và Mo (Z = 42) đáng lẽ có hai phân lớp ngoài cùng
là (n -1)d
4
ns
2
, nếu viết theo quy tắc Kleckopxki. Nhưng thực tế là (n-1)d
5
ns
2
.

Các phân lớp e ngoài cùng của các nguyên tử nhóm IB thực tế là (n – 1)d
10
ns
1
thay cho (n – 1)d
9
ns
2
, ….
Cấu hình e nguyên tử của một số nguyên tố mà sự điền e cuối cùng xảy ra ở (n
– 2)f cũng hơi khác so với quy tắc Kleckopxki. Ví dụ, ba phân lớp e ngoài cùng của
Gađolini (Z = 64) thực tế là 4f
7
5d
1
6s
2
, thay cho 4f
8
5d
0
6s
2
, nghĩa là có một e từ 4f
8
chuyển sang 5d. Các nửa bão hòa f
7
và bão hòa f
14
cũng có cấu hình bền.

1.2.3. Biến thiên tuần hoàn về cấu tạo nguyên tử và tính chất của các nguyên tố.
1.2.3.1. Bán kính nguyên tử.
♦ Người ta thường dùng bán kính nguyên tử và ion với qui ước sau:
- Bán kính nguyên tử cộng hoá trị bằng nửa khoảng cách giữ hai hạt nhân của
hai nguyên tử giống nhau liên kết đơn cộng hoá trị với nhau ở 25
0
C.
Ví dụ khoảng cách giữa hai hạt nhân trong phân tử Cl
2
là 0,1998 nm
( )
mnm
9
101
−
=
, nên bán kính nguyên tử cộng hoá trị của Clo là 0,0994 nm, khoảng cách
giữa hai hạt nhân nguyên tử cacbon gần nhau nhất trong tinh thể kim cương là 0,1554
nm, nên bán kính nguyên tử cộng hóa trị của cacbon là 0,0772 nm.
- Bán kính nguyên tử kim loại bằng nửa khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai
nguên tử kim loại gần nhau nhất trong tinh thể kim loại.
Ví dụ, khoảng cách gần nhau nhất giữa hai hạt nhân Na trong tinh thể kim loại
Na là 0,3716 nm, nên bán kính nguyên tử kim loại Na là 0,1858 nm.
- Bán kính ion được tính trong tinh thể ion. Trong tinh thể ion người ta quy ước
rằng khoảng cách giữa hai tâm ion dương và ion âm gần nhau nhất bằng tổng số bán
kính ion âm và dương đó.
♦ Một số quy luật:
- Trong cùng một chu kỳ, khi số điện tích hạt nhân tăng thì bán kính nguyên tử
giảm.
- Trong một phân nhóm chính, bán kính nguyên tử tăng dần từ trên xuống dưới.

- Đối với những ion cùng điện tích (điện tích ion), sự biến thiên bán kính ion cũng
giống như sự biến thiên bán kính nguyên tử.
Trang 27
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
1.2.3.2. Năng lượng ion hoá nguyên tử (I)
Năng lượng ion hoá thứ nhất của nguyên tử là năng lượng tối thiểu cần để bứt
một electron ra khỏi nguyên tử ở trạng thái khí, cơ bản thành ion mang số điện tích +1
cũng ở trạng thái khí ở trạng thái cơ bản.
Nguyên tử: ( k,cb ) – 1e → Ion
+
(k, cb) ; I
1
> 0; I thường tính bằng
( )
mol
kJ
Ví dụ: Ca (k,cb) - 1e → Ca
+
(k, cb); I
1
= 590
( )
mol
kJ
Năng lượng ion hoá thứ hai ứng với quá trình bứt electron thứ hai như sau:
Ca
+
(k,cb) - 1e → Ca
2+
(k, cb); I

2
= 1145
( )
mol
kJ
.
Định nghĩa tương tự, ta luôn có : I
1
< I
2
< I
3
< I
n
.
Khi nguyên tử bị ion hoá thì electron ở lớp ngoài cùng (có năng lượng lớn nhất)
bị bứt ra trước tiên ( electron ứng với giá trị số lượng tử chính n lớn nhất ). Như vậy đối
với các nguyên tử nhóm B, electron bị bứt ra trước tiên khi nguyên tử bị ion hoá là
electron ns.
Năng lượng ion hoá là đại lượng đặc trưng cho khả năng nhường electron của
nguyên tử khi tham gia phản ứng hoá học.
♦ Một số quy luật: Có thể rút ra một số quy luật biến thiên năng lượng ion hoá thứ
nhất theo chu kỳ và theo nhóm trong bảng tuần hoàn:
- Từ trái sang phải trong một chu kỳ năng lượng ion hoá thứ nhất nói chung tăng
dần và đạt giá trị cực đại ở nguyên tử ở nguyên tử cuối cùng của chu kỳ (ở khí hiếm).
- Từ trên xuống trong một nhóm A giá trị I
1
giảm dần, còn trong một nhóm B sự
biến thiên này chậm và không đều, nhưng thường tăng dần từ trên xuống trong nhóm.
1.2.3.3. Ái lực điện tử.

Ái lực với electron của nguyên tử (ái lực điện tử) là năng lượng được giải phóng
khi nguyên tử nhận thêm một điện tử để trở thành một ion âm :
Nguyên tử (k,cb) + ne → Ion
n-
(k, cb); A
X
A
X
: năng lượng kết hợp electron của nguyên tử X.
Ví dụ: Cl (k, cb) + 1e → Cl
-
(k, cb) ; A
Cl
= -348
( )
mol
kJ
O (k, cb) + 2e → O
2-
(k, cb) ; A
O
= 657
( )
mol
kJ
Khác với năng lượng ion hoá, ái lực electron có thể dương có thể âm hay bằng
không. Ái lực electron càng lớn, thì năng lượng gắn kết electron càng nhỏ. Ái lực với
electron lớn nhất ở halogen, yếu nhất ở các nguyên tử có phân lớp electron ngoài cùng
bão hoà np
6

, ns
2
.
Khác với năng lượng ion hóa, giá trị của nó luôn luôn dương, còn năng lượng
gắn kết e có thể âm, dương hoặc bằng 0. Ái lực với e càng lớn thì năng lượng gắn kết e
càng nhỏ.
1.2.3.4. Số oxi hoá.
Trang 28
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
Trong hợp chất ion, số oxi hoá của nguyên tố hay nhóm nguyên tố bằng điện
tích của ion.
Trong phân tử cộng hoá trị hay ion nhiều nguyên tử có liên kết cộng hoá trị thì
số oxi hoá là đại lượng qui ước. Nó là điện tích có ở ion, nếu giả thiết rằng cặp electron
liên kết được chuyển hẳn cho các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.
1.2.3.5. Độ âm điện của nguyên tố.
Độ âm điện của nguyên tố là khả năng của nó hút cặp electron liên kết trong
phân tử về phía mình. Độ âm điện càng lớn thì thì khả năng này càng lớn.
Ta ký hiệu độ âm điện của nguyên tố là χ (khi).
Ví dụ, trong phân tử HCl, cặp e lệch về phía Cl vì χ
Cl
> χ
H
, trong NaCl thì cặp e
lệch hẳn về phía Cl vì χ
Cl
lớn hơn rất nhiều χ
Na
.
Trang 29
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1.1- Hãy cho biết giá trị ý nghĩa của bốn số lượng tử đặc trưng cho trạng thái của e
trong nguyên tử.
1.2- Sự phân bố các e trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản tuân theo những nguyên lý
nào và nguyên tắc nào? Phát biểu chúng và lấy ví dụ minh họa.
1.3- Viết cấu hình e nguyên tử dưới dạng chữ và dạng ô lượng tử của các nguyên tố có
số thứ tự 15, 26, 32, 39 và 40.
1.4- Dựa vào cấu hình e nguyên tử làm thế nào để nhận biết được một nguyên tố chu
kỳ mấy, thuộc nhóm A hay B?
1.5- Phân biệt số oxy hóa và cộng hóa trị của một nguyên tố trong phân tử. Lấy ví dụ.
Số oxh lớn nhất của các nguyên tố và số oxy hóa thấp nhất của các phi kim được
tính như thế nào?
1.6- Dựa vào cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố làm thế nào để nhận biết được
nguyên tố là kim loại hay phi kim ? Hãy cho biết vị trí của chúng trong bảng
HTTH.
1.7- Viết cấu hình e nguyên tử dưới dạng chữ của các nguyên tố có số thứ tự 25, 30,
35, 36, 37 và cho biết (không dùng BHTTH):
♦ Chu kì, nhóm
♦ KH, PK hay khí hiếm.
♦ Số oxh cao nhất, thấp nhất
♦ Cation hay anion dễ tạo thành nhất khi tham gia phản ứng. Viết cấu
hình e của cation và anion đó.
1.8- Nguyên tố X là PK ở chu kỳ 4, tạo được oxit XO
3
, trong đó X có số oxh cao nhất.
Hãy viết cấu hình e nguyên tử của X và cho biết X thuộc nhóm (A, B) nào và số
thứ tự của nó trong bảng HTTH?
1.9- Vì sao mỗi bộ 4 số lượng tử dưới đây không thể là bộ 4 số lượng tử của một
electron trong một nguyên tử nào đó?
a) n = 3 l = +3 m = +1 m

s
= + 1/2
b) n = 3 l = - 1 m = +2 m
s
= + 1/2
c) n = 2 l = +1 m = +2 m
s
= - 1/2
d) n = 4 l = +3 m = - 4 m
s
= - 1/2
1.10- Cho biết electron có 4 số lượng tử dưới đây thuộc lớp nào? phân lớp nào? electron
thứ mấy thuộc phân lớp này?
Trang 30
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
a) n = 2, `l = 0, m = 0, m
s
= + 1 / 2
b) n = 3, l = 1, m = -1, m
s
= - 1 / 2
c) n = 3, l = 2, m = +2, m
s
= + 1 / 2
d) n = 4, l = 2, m = +1, m
s
= -1 / 2
1.11- Xác định tên nguyên tử có electron cuối cùng điền vào cấu hình electron có bộ 4
số lượng tử sau:
a) n = 2, l = 0, m = 0, m

s
= + 1 / 2
b) n = 2, l = 1, m = 1, m
s
= - 1 / 2
c) n = 4, l = 0, m = 0, m
s
= + 1 / 2
d) n = 4, l = 1, ml= -1, m
s
= + 1 / 2
1.12- Trong một nguyên tử có tối đa bao nhiêu electron ứng với:
a) n = 2;
b) n = 2, l = 1;
c) n = 3, l = 1, m = 0 ;
d) n = 3, l = 2, m

= 0, m
s
= +1/2
1.13- Trong số các nguyên tử dưới đây, những nguyên tử nào có cấu hình electron bất
thường, nguyên nhân dẫn đến hiện tượng bất thường đó?
V 3d
3
4s
2
Cr 3d
5
4s
1

Mn 3d
5
4s
2
Ni 3d
8
4s
2
Cu 3d
10
4s
1
Zn 3d
10
4s
2
1.14- Nguyên tử X có 4 lớp e, tạo được oxit X
2
O
7
, trong đó X có số oxh cao nhất, X có
2e ở lớp ngoài cùng. Hãy viết cấu hình e nguyên tử của X và cho biết X thuộc
nhóm nào (A, B)?
1.15- Ion X
3+
có phân lớp e ngoài cùng là 3d
2
:
• Hãy viết cấu hình e của ion X
3+

và X.
• Xác định vị trí X trong bảng HTTH.
Hai e 3d
2
có thể ứng với giá trị nào của các số lượng tử n, l, m và m
s
?
Trang 31
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Chất đồng vị có định nghĩa nào sau đây là đúng nhất?
A. Là những nguyên tử có cùng số điện tích hạt nhân nhưng khác số nơtron.
B. Là những nguyên tố có cùng số điện tích hạt nhân.
C. Là những nguyên tố có cùng số khối.
D. Là những chất có cùng số điện tích hạt nhân.
Câu 2: Điều khẳng định nào sau đây là đúng ?
A. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số proton, bằng số
eletron.
B. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số nơtron
C. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số, bằng số eletron
D. Trong nguyên tử, số đơn vị điện tích hạt nhân bằng số nơtron, bằng số eletron
Câu 3: Câu nào sau đây diễn tả khối lượng của electron là đúng?
A. Khối lượng của electron bằng khối lượng của proton
B. Khối lượng của electron nhỏ hơn khối lượng của proton
C. Khối lượng của electron bằng khối lượng của nơtron
D. Khối lượng của electron lớn hơn khối lượng của nơtron
Câu 4: Nguyên tố d là những nguyên tố mà
A. Nguyên tử có lớp ngoài cùng tối đa 8e
B. Nguyên tử có phân lớp d chứa 10e
C. Nguyên tử có cấu hình electron ngoài cùng là d

D. Nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp d
Câu 5: Nguyên tử Fe
56
26
Fe
có chứa:
A. 26 electron, 26 proton,56 nơtron C. 26electron, 26proton,30 nơtron
B. 56 electron,26 proton,26 nơtron D. 56electron,56proton,26 nơtron
Câu 6: Các electron trên cùng một phân lớp phải có:
A. Năng lượng xấp xỉ nhau B. Năng lượng bằng nhau
C. Năng lượng khác nhau D. Năng lượng lập thành dãy cấp số cộng
Câu 7: Các electron trên cùng một lớp phải có :
A. Năng lượng xấp xỉ nhau B. Năng lượng bằng nhau
C. Năng lượng khác nhau D. Năng lượng lập thành dãy cấp số cộng
Câu 8: Trên mỗi obitan chứa tối đa bao nhiêu electron?
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
Trang 32
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
Câu 9: Trong cùng một phân lớp các electron phân bố trên các AO sao cho:
A. Số electron độc thân là tối thiểu và có chiều tự quay khác nhau.
B. Số electron độc thân là tối thiểu và có chiều tự quay giống nhau
C. Số electron độc thân là tối đa và có chiều tự quay giống nhau
D. Số electron độc thân là tối đa và có chiều tự quay khác nhau
Câu 10: Cho các phân lớp 1s
1
, 2p
3
, 3d
5
, 4f

7
các phân lớp này gọi là:
A. Các phân lớp bão hòa . B. Các phân lớp chưa bão hòa
C. Các phân lớp quá bão hòa D. Các phân lớp bán bão hòa
Câu 11: Trong 5 nguyên tử
35
17
A,
35
16
B,
16
8
C,
17
9
D,
17
8
E. Cặp nguyên tử nào sau đây là
đồng vị của nhau:
A. C và D B. C và E C. A và B D. B và C
Câu 12: Có bao nhiêu electron trong một ion
+352
24
Cr
: A. 21 B. 28 C. 24 D. 52
Câu 13: Các ion và nguyên tử: Ne, Na
+
, F

-
có đặc điểm nào sau đây là chung?
A. Số khối B. Số electron C. Số protron D. Số nơtron
Câu 14: Các nguyên tử
K
39
19
,
Ca
40
20
và
Sc
41
21
sau đây có cùng :
A. Proton B. Nơtron C. Eletron D. Số khối
Câu 15: Hai nguyên tử nào là đồng vị của cùng một nguyên tố ?
A.
X
24
12
và
X
25
12
B.
X
20
10

và
X
20
11
C.
X
31
15
và
X
32
16
D.
X
31
19
và
X
39
19
Câu 16: Trong tự nhiên hiđro tồn tại chủ yếu dưới hai đồng vị
H
1
1
và
H
2
1
oxi tồn tại dưới
ba đồng vị

O
16
8
,
O
17
8
và
O
18
8
. Hỏi có thể tạo ra bao nhiêu phân tử H-O-H (H
2
O) có thành
phần đồng vị khác nhau?
A. 2 B. 3 C. 5 D. 9
Câu 17: Cho bốn đồng vị của sắt là :
Fe
54
26
,
Fe
56
26
,
Fe
57
26
và
Fe

58
26
. Ba đồng vị của oxi :
O
16
8
,
O
17
8
và
O
18
8
.Từ các đồng vị trên có thể tạo bao nhiêu phân tử sắt (II) oxit ?
A.3 B.4 C.12 D.24
Câu 18: Nguyên tử M có cấu hình electron của phân lớp chót là 3d
7
. Tổng số electron
của nguyên tử M là:
A. 24 B. 25 C. 27 D. 29
Câu 19: Một ion M
n+
có cấu hình electron ở lớp vỏ ngoài cùng là 3p
6
. Vậy cấu hình
electron ở phân lớp ngoài cùng của nguyên tử M là:
A. 3p
5
hay 3p

4
B. 4s
1
,4s
2
hay 4p
1
C. 4s
2
4p
3
D. 3s
1
hay 3s
2
Câu 20: Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố có Z = 21 là:
A. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
1

B. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
3
C.1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
1
4s
2
D. 1s
2
2s
2

2p
6
3s
2
3p
6
4s
3

Trang 33
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
Câu 21: Nguyên tử nguyên tố X có số hiệu nguyên tử là 16. Phân mức năng lượng cao
nhất có số electron là:
A. 16e B. 6e C. 2e D. 4e
Câu 22: Một nguyên tố X có tổng số electron ở các phân lớp s là 6 và tổng số electron
lớp ngoài cùng là 6, cho biết X thuộc về nguyên tố hoá học nào sau đây?
A. Oxi (Z = 8) B. Lưu huỳnh (Z = 16) C. Flo (Z = 9) D. Clo (Z = 17)
Câu 23: Một nguyên t ố X có tổng số electron ở các phân lớp p là 11. Hãy cho biết X
thuộc loại nguyên tố hoá học nào sau đây? Nguyên tố X là:
A. Nguyên tố d B. Nguyên tố f C. Nguyên tố s D. Nguyên tố p
Câu 24: Một nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s
1
. Nguyên tử đó có
thể thuộc về nguyên tố hoá học nào sau đây?
A. Cu, Cr, K B. K, Ca, Cu C. Cr, K, Ca D. Cu, Mg, K
Câu 25: Cation M
+
có cấu hình e ở lớp vỏ ngoài cùng là 2p
6
. Xác định cấu hình e của

nguyên tử M: A. 1s
2
2s
2
2p
5
B. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
C. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1
D. 1s
2
2s
2
2p
6

3s
1
Câu 26: Anion X
2-
có cấu hình e ở lớp vỏ ngoài cùng là 2p
6
. Tìm cấu hình e của nguyên
tử X: A. 1s
2
2s
2
2p
2
B. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
C. 1s
2
2s
2
2p
4
D. 1s
2
2s

2
2p
5
Câu 27: Nguyên tử B có hai đồng vị trong tự nhiên :
B
11
5
chiếm 80% và
B
10
5
chiếm 20%
Nguyên tử khối trung bình của B là :
A. 10,2 B. 10,4 C.10,6 D. 10,8
Câu 28: Trong tự nhiên Brom tồn tại chủ yếu dưới hai đồng vị
Br
79
35
và
Br
81
35
. Biết
nguyên tử khối trung bình của Brom là 79,9862 . Phần trăm của đồng vị
Br
79
35
là :
A. 50,69% B. 50,68% C. 50,96% D. 50,86%
Câu 29: Một nguyên tử X gồm 2 đồng vị là X

1
và X
2
. Đồng vị X
1
có tổng số hạt là 18.
Đồng vị X
2
có tổng số hạt là 20. Biết phần trăm các đồng vị trong X bằng nhau và các
loại hạt trong X
1
cũng bằng nhau. Tìm khối lượng nguyên tử trung bình của X.
A. 12 B. 12,5 C. 13 D. Đáp số khác.
Câu 30: Trong nguyên tử Y có tổng số p, n và e là 26. Hãy cho biết Y thuộc về loại
nguyên tử nào sau đây. Biết rằng Y là nguyên tố phổ biến trong nhất trong vỏ trái đất.
A.
O
16
8
B.
O
17
8
C.
O
18
8
D.
F
19

9
Câu 32: Cho nguyên tử
Pt
195
78

a. Số proton của Pt là : A. 78 B. 117 C. 195 D. 273
b.Số nơtron của Pt là: A. 78 B. 117 C. 195 D. 273
c. Cho khối lượng của Pt là 195u .khối lượng của Pt tính theo gam là:
A. 323,7975.10
-24
g B. 323,7795.10
-24
g
Trang 34
Chương 1: Cấu tạo nguyên tử và HTTH các nguyên tố hóa học
C. 323,9775.10
-24
g D.323,5797.10
-24
g
Câu 33: Tổng số các hạt p, n, e của một nguyên tử là 40, trong đó tổng số hạt mang
điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 12. Số hạt các loại của nguyên tử là:
A. 12e, 12p,12n B. 14e, 12p, 14n C. 13e
,
13p, 14n D. 14p, 14e, 14n
Câu 34: Tổng số hạt (p,n,e) trong phân tử MX
2
là 96 .Trong đó hạt mang điện nhiều
hơn hạt không mang điện là 32 hạt. Trong hạt nhân nguyên tử của M cũng như X số

proton bằng số nơtron.Số proton của M gấp đôi số proton của X .
a. Số khối của X là : A. 8 B. 12 C. 16 D. 32
b. Số khối của M là A. 8 B. 12 C. 16 D. 32
c. Công thức MX
2
là : A. CO
2
B. SO
2
C. CS
2
D. CaC
2

Câu 35: Tổng số eletron trong ion
−2
4
MX
là 50 electron.Số proton của M gấp đôi số
proton của X .
a. Số proton của M là : A. 14 B. 15 C. 16 D. 17
b. Số proton của X là : A. 8 B. 10 C. 12 D. 14
c. M và X là : A. Oxi và lưu huỳnh B. Cacbon và oxi
C. Lưu huỳnh và oxi D. Photpho và oxi
d. Cấu hình eletron của M là : A.1s
2
2s
2
2p
6

3s
2
3p
4
B. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3
C. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
2
D. 1s
2
2s
2
2p
6
3s

2
3p
1
Câu 36: Một orbital nguyên tử 5f
6
tương ứng với bộ số lượng tử nào sau đây:
A. n = 3, l = 3, m = +2, m
s
= +1/2 B. n = 5, l = 2, m = -2, m
s
= +1/2
C. n = 5, l = 3, m = +1, m
s
= -1/2 D. n = 5, l = 4, m = 0, m
s
= +1/2
Câu 37: Bốn số lượng tử nào dưới đây có thể chấp nhận được:
A. n = 3, l = +3, m = +1, m
s
= +1/2
B. n = 3, l = +1, m = +2, m
s
= +1/2
C. n = 2, l = +1, m = -1, m
s
= -1/2
D. n = 4, l = +3, m = -4, m
s
= -1/2
Câu 38: Electron chót cùng điền vào cấu hình của nguyên tử R có bộ bốn số lượng tử :

n = 3, l = 2, m = -2, m
s
= -1/2
Vậy nguyên tố R có điện tích hạt nhân là:
a) Z = 24 b) Z = 26 c) Z = 28 d) Kết qủa khác
Câu 39: Electron chót cùng điền vào cấu hình e của nguyên tử V (Z = 23) (giá trị m
xếp tăng dần) có bộ 4 số lượng tử:
A. n = 2, l = 1, m = -1, m
s
= -1/2 B. n = 3, l = 2, m = 0, m
s
= +1/2
C. n = 3, l = 1, m = -1, m
s
= -1/2 D. n = 2, l = 1, m = 0, m
s
= +1/2
Câu 40: Cho hai nguyên tố A, B cùng nằm trong một phân nhóm chính của 2 chu kỳ
liên tiếp. Tổng số điện tích hạt nhân của A và B là 24.
Hai nguyên tố C và D đứng kế tiếp nhau trong 1 chu kỳ, tổng số khối của chúng
là 51 và sô nơtron của D lớn hơn của C là 2, số electron của C nằng số nơtron của nó.
Vậy, độ âm điện của các nguyên tố tăng dần:
A. A < B < C < D B. D < C < B < A
C. C < D < B < A D. D < C < B < A
Trang 35